第4章 第1节 转基因产品的安全性(学案)-【成才之路】2021-2022学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步学习指导（人教版）

新教材·高中新课程学习指导 键　 DNA 单链　 以 DNA 为模板的 DNA 链的延伸　 (3)②④ 　 (4)B 解析:(1)EcoR I 是一种限制性内切核酸酶,它通过识别特定 的核苷酸序列切割特定的位点。 (2)DNA 连接酶可催化相邻 核苷酸之间的 3′—羟基和 5′—磷酸之间形成磷酸二酯键; PCR 循环中,升温到 95 ℃时,DNA 受热变性后解旋为单链; TaqDNA 聚合酶是一种耐高温的依赖于 DNA 模板的 DNA 聚 合酶,能催化以 DNA 链为模板的 DNA 链的延伸。 (3)引物是 一小段单链 DNA,引物 5′端的碱基可以与 DNA 两条链的 3′ 端的碱基进行碱基互补配对,可作为 DNA 复制的起始点,子 链的延伸方向从 5′→3′,据题图分析,结合已知序列可知,能 与片段 F 左边配对的引物为④,与右边配对的引物为②,故步 骤Ⅲ选用的 PCR 引物应当为②④。 (4)对 PCR 产物测序,得 到片段 F 的完整序列,因为片段 F 是被限制酶 EcoR I 剪切的 两端,它识别的序列是 GAATTC,且在 G 与 A 之间切割,所以 5′端应该是 AATTC,3′端是 GAATT,故选 B。 5. (1)基因文库中获取、人工合成法　 (2)盐析法、酶解法或高 温变性　 (3)感受态　 抗原—抗体杂交技术 　 (4)有的酶失 活而使反应中断　 基因的碱基序列 解析:(1)分析题意,研究人员从土壤微生物基因组中扩增得 到目标酶基因采用了 PCR 技术,此外获得酶基因的方法还有 从基因文库中获取和人工合成法。 (2)高质量的 DNA 模板 是成功扩增出目的基因的前提条件之一。 在制备高质量 DNA 模板时必须除去蛋白,可根据 DNA 和蛋白质的溶解性、 对酶、高温和洗涤剂的耐受性去除蛋白质,方法有盐析、酶解 法或高温变性法等。 (3)研究人员使用大肠杆菌 BL21 作为 受体细胞、pET20b 为表达载体分别进行 4 种酶的表达。 表达 载体转化大肠杆菌时,首先应制备感受态细胞, 即利用钙离 子处理大肠杆菌,使其成为感受态细胞,使其易于接受外来的 DNA 分子。 基因工程中,酶基因(目的基因)成功表达的产物 酶蛋白的化学本质是蛋白质,常用抗原—抗体杂交技术进行 检测。 (4)依图所示流程,在一定的温度、pH 等条件下,将 4 种酶与 可溶性淀粉溶液混合组成一个反应体系。 由于酶的作用条件 较温和,若这些酶最适反应条件不同,则可能导致有的酶失活 而使反应中断。 在分子水平上,可以通过改变基因的碱基序 列,从而改变蛋白质的结构,实现对酶特性的改造和优化。 6. (1)限制性内切核酸酶和 DNA 连接酶　 转化 (2)RNA 聚合酶与启动子的识别和结合　 不发生　 编码直链 淀粉合成酶的碱基序列中不含启动子 (3)逆转录(或反转录)　 引物是根据 Wx 基因的一段已知序 列设计合成的(或:引物能与 Wx 基因的 cDNA 特异性结合) (4)品系 3　 品系 3 的 WxmRNA 最少,控制合成的直链淀粉 合成酶最少,直链淀粉合成量最少,糯性最强 解析:(1)将目的基因与 Ti 质粒构建基因表达载体时,需要限 制酶的切割,将目的基因插入载体时需要 DNA 连接酶的连 接,重组载体进入水稻细胞并在细胞内维持稳定和表达的过 程叫作转化。 (2)根据以上分析可知,启动子是 RNA 聚合酶 识别并结合的位点,如果启动子序列改变将会影响 RNA 聚合 酶与之结合和识别,进而影响基因的转录水平。 在真核生物 中,编码蛋白质的序列是基因中编码区,编码区中不包括启动 子序列,因此直链淀粉合成酶的基因碱基序列中不含有启动 子,因此 3 个突变品系中 Wx 基因中控制合成直链淀粉酶的 氨基酸序列不发生改变。 (3)以 mRNA 为模板合成 cDNA 的 过程为逆转录,利用 PCR 技术扩增 Wx 基因的 cDNA,需要以 Wx 基因合成的引物,这样引物能够在总 cDNA 中与 Wx 基因 的 cDNA 特异性结合,从而利用 PCR 扩增技术专一性扩增出 Wx 基因的 cDNA。 (4)识图分析可知,图中品系 3 的 Wx 基因 的 mRNA 的含量最少,那么合成的直链淀粉酶最少,直链淀 粉合成量最少,因此该水稻胚乳中含的直链淀粉比例最小,糯 性最强。 7. (1)基因组文库　 (2)限制酶和 DNA 连接酶　 便于目的基因 的筛选和鉴定　 (3)农杆菌转化法　 避免目的基因在自然界 中的扩散　 (4)耐性 　 茎叶 　 (5) YCF1 可通过主动运输将 Cd 离子运到液泡中,提高了细胞液的浓度,有利于植株吸水 　 杨树具有发达的根系和高大的树冠,更适应污染矿区等不 良环境,同时可充分吸收土壤中的 Cd,木材也方便运输、利用